JP2601748Y2 - コードレスデジタイザ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、面上の指示位置座標を
読み取るためのデジタイザに関するもので、特に上記読
み取るべき位置を指示するための位置指示器がタブレッ
ト本体に接続しないいわゆるコードレスデジタイザに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種コードレスデジタイザは、
いずれの方式においても独立に動作する発振器を有して
いた。例えば、電磁誘導方式のコードレスデジタイザに
おいては、位置指示器とタブレットとの間での磁界結合
を利用するものであるので、位置指示器で磁界を発生さ
せる方式においても、あるいはタブレットから磁界を発
生する方式においてもいずれの場合にも磁界発生のため
の発振器を有していた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】このため、このような
装置においては発振器を設ける必要があるので装置がそ
の分複雑になる欠点があった。この欠点をなくすため、
本出願人は、平成４年２月２１日付けで特許出願した
「コードレスデジタイザ」において自己発振型のコード
レスデジタイザを提案した。この装置は、タブレットに
設けられた例えばループコイル群の内の少なくとも２本
について増幅器で接続し、コイルまたはコンデンサのい
ずれかまたは両方を有した位置指示器とで自己発振系を
構成したものである。タブレット上に位置指示器を近接
させると、位置指示器のコイルなどが周囲の雑音電波等
により励振され、これがトリガとなって上記それぞれの
要素があたかも発振器を構成するが如く連続でかつ安定
に発振する。この発振における増幅器の出力レベルは、
位置指示器の指示位置と上記ループコイルとの距離に応
じて変化するので、指示位置の検出が可能になる。ま
た、この時の発振周波数は、この自己発振系固有の値を
とる。従って、位置指示器のコイルあるいはコンデンサ
の定数等を位置指示器の操作状態に応じて変化させるよ
う構成することにより、位置指示器の操作状態をも検出
することができる。

【０００４】ところで、上述の装置は、例えば一定の幅
のループコイルを用いた方式であるため、位置指示器が
タブレット面から一定以上の距離だけ離れた場合、定常
的な発振が停止する場合が生じ位置の測定が不可能にな
る欠点があった。この欠点は、タブレットのループコイ
ルと位置指示器のコイルとの相互作用が達成される範囲
外に位置指示器のコイルが変位した場合に生じる。通常
の場合においては、位置指示器をタブレットに近接させ
れば再度自己発振が起こるので問題になることはほとん
どないが、厚紙等をタブレット面上に載置して使用する
際などタブレット面と位置指示器コイルとの距離を上記
相互作用範囲以内に維持することができない場合があ
る。このような場合には、位置の測定を行うことができ
ない不都合があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、この考案にお
いては、タブレットに配置された複数の導体が増幅器に
より接続され、位置指示器に配置されたコイルが上記タ
ブレットに近接されたとき、該タブレットの複数の導
体、増幅器及び位置指示器のコイルが固有の周波数特性
を有する自己発振系を構成し、該自己発振系の増幅器の
出力から上記位置指示器の指示位置情報を得るようにし
たコードレスデジタイザにおいて、上記タブレットに配
置された複数の導体をほぼ等間隔の短冊状に形成し、こ
れら短冊状に形成された各コイルについて選択可能な切
り換え手段を設け、該切り換え手段の作用により所定の
測定タイミングにあって選択された間隔を有したループ
コイル群が形成され、該ループコイル群が上記自己発振
系の複数の導体として作用するよう構成した。

【０００６】

【作用】タブレットのループコイルの幅を広げることに
より、タブレット面と位置指示器コイルとの相互作用範
囲を大きくすることができる。

【０００７】

【実施例】図１〜図５は、本考案に関わる電磁誘導型コ
ードレスデジタイザの構成を示すもので、図１はこのデ
ジタイザの全体的構成を示す説明図、図２はこのデジタ
イザのタブレットに形成されたＸ方向の導体群、図３は
このデジタイザのタブレットに形成されたＹ方向の導体
群、図４は図２及び図３に示した各ループコイル群のス
キャン動作を示す説明図、図５は図１に示したデジタイ
ザの位置検出方法の１例を示す説明図である。

【０００８】最初に、図２、図３を参照してこの考案に
関わるデジタイザのＸ方向導体群及びＹ方向導体群の構
成を説明する。タブレット１には、図２に示すように、
Ｙ方向に延びるとともにＸ方向に所定の間隔をおいて順
次配置されたＹ方向導体群（ｘ１、ｘ２、ｘ３、・・
・、ｘｎ）が形成されている。これらのＹ方向導体群の
一端は共通導体ｘ１１に接続され、他端はＸ方向切り換
え手段１１に接続されている。このＸ方向切り換え手段
１１は、図１に示す増幅手段の電圧増幅器１３に接続す
る第１のＸ方向切り換え回路１１１と接地に接続する第
２のＸ方向切り換え回路１１２とを有している。両端の
Ｘ方向導体ｘ１及びｘｎをのぞいた他の全てのＸ方向導
体は、その分岐接続を介して第１、第２のＸ方向切り換
え回路１１１及び１１２にともに接続され、左端のＸ方
向導体ｘ１と右端のＸ方向導体ｘｎはそれぞれ第１のＸ
方向切り換え回路１１１と第２のＸ方向切り換え回路１
１２に接続されている。したがって、両端のＸ方向導体
ｘ１、ｘｎを除いた各導体についてはいずれの切り換え
回路１１１及び１１２においても切り換え接続可能に構
成されている。今、第１のＸ方向切り換え回路１１１が
接点ｘ１を選択しているとする。第２の切り換え回路１
１２は導体ｘ１以外のいずれの導体も接続可能である。
図示したように、第２の切り換え回路１１２が接点ｘ２
を選択すると、導体ｘ１、共通導体ｘ１１及び導体ｘ２
とからなるループコイルが形成される。また、第２の切
り換え回路１１２が接点ｘ３を選択すると、導体ｘ１、
共通導体ｘ１１及び導体ｘ３により先のループコイルの
ほぼ２倍のループコイルを形成することができる。第２
のＸ方向切り換え回路１１２が所望のＸ方向導体を選択
することにより、所望の幅のループコイルを形成するこ
とができる。さらに、第１のＸ方向切り換え回路１１１
が、接点ｘ１以外の接点を選択することもできる。例え
ば、この切り換え回路１１１が接点ｘ５を選択し第２の
Ｘ方向切り換え回路１１２が接点ｘ６を選択したとする
と、導体ｘ５、共通導体ｘ１１及び導体ｘ６により形成
されるループコイルが構成される。このように各導体群
を配置することにより、任意の幅及び任意の位置のルー
プコイルを形成することができる。図３の導体構成は、
Ｙ方向の導体群構成でその作用、動作は先に述べたＸ方
向の導体群構成と同様であり、任意の幅及び位置のルー
プコイルを選択することができる。なお、このＹ方向導
体群により形成されるループコイルには、図１に示す電
流増幅器１４の出力信号が第１のＹ方向切り換え回路１
１３を介して供給される構成となっている。次にこの装
置の他の部分の構成及び動作を説明する。図１の装置
は、Ｘ及びＹ方向にあって、所望の幅のループコイルが
その測定タイミングにおいて各方向切り換え手段１１及
び１２によって順次形成される。このため、ここでは導
体ｙ１とｙ２で形成されるループコイルをＹ１、導体ｙ
２とｙ３で形成されるループコイルをＹ２、導体ｙ３と
ｙ４で形成されるループコイルをＹ３、・・・、導体ｘ
１と導体ｘ２とで形成されるループコイルをＸ１、導体
ｘ２と導体ｘ３とで形成されるループコイルをＸ２、導
体ｘ３と導体ｘ４とで形成されるループコイルをＸ３、
・・・としている。さて、これらの各Ｘ側ループコイル
群はＸ方向切り換え回路１１に各々選択接続され、各Ｙ
側ループコイル群はＹ方向切り換え回路１２に各々選択
接続され所望のループコイルを形成する。Ｘ方向切り換
え手段１１は図示しない制御回路からのＸアドレス信号
に基づいて測定の各タイミングにおいて所定のＸ側ルー
プコイルを選択形成して電圧増幅器１３の入力側に接続
し、Ｙ方向切り換え手段１２は同様なＹアドレス信号の
下に測定の各タイミングにおいて所定のＹ側ループコイ
ルを選択形成して電流増幅器１４の出力側に接続する。
電圧増幅器１３の出力信号は電流増幅器１４の入力信号
となる。従って、この装置においては、選択形成された
各Ｘ側ループコイル、電圧増幅器１３、電流増幅器１４
及び選択形成された各Ｙ側ループコイルが所定の測定タ
イミングにおいて接続される。そして、電圧増幅器１３
の出力ｅ０が利用回路１５に取り込まれ位置指示器２の
位置決定に利用され、電流増幅器１４の出力ｅｄもまた
所定の処理が施されて利用回路１５に取り込まれスイッ
チ識別あるいは位置指示器の高さ（筆圧）検出のため利
用される。

【００１０】なお、この装置においては、上述の電圧増
幅器１３はこの自己発振系において飽和しない領域とな
るものを選択し、また電流増幅器１４は飽和領域で使用
されるかまたは短時間で飽和するものであることが望ま
しい。電圧増幅器１３の出力ｅ０は位置決定に利用され
るので位置の再現性を良好にするために飽和しない領域
で使用することが望ましく、また電流増幅器１４の出力
ｅｄは自己発振系の一方のループコイルを駆動する出力
となるので系の安定発振のために早い立ち上がりが望ま
れるからである。一方、位置指示器２は、この実施例装
置においては、ペン形状のハウジングを有しいわゆる入
力ペンとして構成され、コイル２１と第１のコンデンサ
２２１と第２のコンデンサ２２２及びスイッチ２３から
構成されている。この位置指示器２のコイル２１は、例
えば位置指示器２のタブレット１に対する接触圧に応じ
てそのインダクタンスが連続的に可変するよう取り付け
られている。第２のコンデンサ２２２はスイッチ２３を
介してこの位置指示器２に並列に接続されたものでスイ
ッチ２３のオンオフ動作を識別するために利用される。
この位置指示器を上記のように構成されたタブレット上
に位置づけると、この位置指示器２のコイル２１が周囲
の雑音電波あるいは各方向切り換え手段１１、１２の切
り換えの衝撃などによりこの系において発振動作が開始
する。

【００１１】図４に示すように、この装置においては、
Ｙ方向切り換え手段１２は所定のタイミングで各Ｙ側ル
ープコイルを選択形成し、順次電流増幅器１４の出力側
に接続する。そして、このＹ方向切り換え手段１２がい
ずれかのＹ側ループコイルを選択形成しているときＸ方
向切り換え手段１１が動作して各Ｘ側ループコイルを順
次形成して電圧増幅器１３の入力側に接続する。ここで
は、Ｘ方向切り換え手段１１がそれぞれ形成されるＸ側
ループコイルを選択している１つのタイミングが１つの
測定タイミングとなる。

【００１２】そして、各測定タイミングにおいて、利用
回路１５は電圧増幅器１３の出力ｅ０をそれぞれ取り込
み、図５に示すような処理を行う。図５は利用回路１５
の処理の１つであるタブレット１上の位置指示器２の指
示位置を決定するための１つの方式を示す模式図であ
る。図４に示すように、Ｙ方向切り換え手段１２がルー
プコイルＹ１を選択形成し、Ｘ方向切り換え手段１１が
各Ｘ側のループコイルを選択形成した際の電圧増幅器１
３の各出力レベル（図５）、Ｙ方向切り換え手段１２
がループコイルＹ２を選択形成し、Ｘ方向切り換え手段
１１が各Ｘ側のループコイルを選択形成した際の電圧増
幅器１３の各出力レベル（図５）、Ｙ方向切り換え手
段１２がループコイルＹ３を選択形成し、Ｘ方向切り換
え手段１１が各Ｘ側のループコイルを選択形成した際の
電圧増幅器１３の各出力レベル（図５）、・・・・と
いうように各測定のタイミングにおける電圧増幅器１３
の出力レベルをデータとして、利用回路１５は位置指示
器２のタブレット１上の指示位置を決定する。

【００１３】なお、利用回路１５に取り込まれるデータ
は入力ペン２のスイッチ２３の操作状態によってもその
コンデンサ２２２の容量が変化するので変化する。ま
た、第１のコンデンサ２２１を筆圧に応じて可変となす
ように構成すれば筆圧に応じた出力をも得ることができ
る。従って、利用回路１５においてはこの点についても
出力データの周波数成分を測定することにより入力ペン
２の操作状態を検出できる。このように、この装置にお
いては、タブレット１に対する入力ペン２の接触圧ある
いはそのスイッチのオンオフ識別などを可能にしてい
る。さらに、上述したようにこれらの周波数解析を電流
増幅器１４の出力信号ｅｄに基づき行うよう構成するこ
とにより十分に大きな出力信号を周波数解析に利用する
ことができる利点があるとともに位置の決定のための信
号と異なる信号であるので位置決定と独立して入力ペン
２の操作状態を検出することができ、回路構成が単純に
なる利点がある。

【００１６】なお、上記装置は電磁結合型に属するもの
であるが、いわゆる静電結合型のデジタイザにも適用で
きる。この場合には、静電結合のための電極として上述
のようなループコイルを用いることもできあるいは単に
導体を用いても良い。

【００１７】

【考案の効果】以上、説明したように本考案によれば、
自己発振系の構成要素であるループコイルを任意の幅で
形成することができるので、デジタイザの使用状態（例
えば、厚いものをタブレット面に載置して使用する場合
など）に応じて各ループコイルを幅広くする制御を行わ
せることにより入力ペン等の位置指示器に関して測定可
能な高さ位置を大きくすることができる自己発振型のコ
ードレスデジタイザを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例を示すコードレスデジタイザ
の全体構成を示す説明図である。

【図２】この考案のＸ方向の導体群の構成を示す説明図
である。

【図３】この考案のＹ方向の導体群の構成を示す説明図
である。

【図４】図１のデジタイザのスキャン動作を示す説明図
である。

【図５】図１に示したデジタイザの位置決定方法の１例
を示す模式図である。

【符号の説明】

１：タブレット ２：位置指示器

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 タブレットに配置された複数のループコ
   イルと、これらのループコイルの中から２個のループコ
   イルを選択するとともにこれらのループコイルを増幅器
   を挟んで接続する選択接続回路と、コイルを有した位置
   指示器とから構成され、該位置指示器のコイルが上記タ
   ブレットに近接されたとき、該タブレットの選択された
   ２個のループコイルと上記位置指示器のコイルが重な
   り、上記２個のループコイル、増幅器及び位置指示器の
   コイルが電気的に接続して固有の周波数特性を有する自
   己発振系を構成し、該自己発振系の出力から上記位置指
   示器の指示位置情報を得るようにしたコードレスデジタ
   イザにおいて、 上記タブレット上に複数の導体をほぼ等間隔の短冊状に
   配置するとともにこれらの各導体をその端部で共通に接
   続する共通導体とを設け、さらにこれらの短冊状の導体
   の中から所望の２個の導体を選択して該選択した２個の
   導体と共通導体とで一つのループコイルを構成するルー
   プコイル形成手段を２個設け、上記選択接続回路で、こ
   れら短冊状導体に基づき形成された各ループコイルを上
   記増幅器を挟んで接続するよう構成し、上記自己発振系
   の構成要素であるループコイルの幅を変更可能に構成し
   たことを特徴とするコードレスデジタイザ。